生产弹簧钢丝的设备和方法，标记弹簧钢丝的设备和方法，用弹簧钢丝生产弹簧的设备和方法，以及弹簧钢丝

摘要

生产弹簧钢丝的设备(2)包括丝生产装置(8)，其被设计为弹簧钢丝(10)可由原料生产，特别通过拉伸；检测单元(14)，其被设计为弹簧钢丝(10)被检测瑕疵，特别是材料瑕疵和表面瑕疵；和激光标记单元(18)，其被设计为弹簧钢丝(10)的缺陷区域，特别是弹簧钢丝(10)具有材料和表面瑕疵的区域，通过激光标记(44)被标记使得弹簧钢丝(10)的部分表面被去除或弹簧钢丝(10)的部分表面被回火使得弹簧钢丝(10)在这部分的表面颜色被改变。丝生产装置(8)被设计为弹簧钢丝(10)可被导引通过检测单元(14)和激光标记单元(18)。

说明书

技术领域

本发明涉及生产弹簧钢丝的设备和方法，标记弹簧钢丝的设备和方法，用弹簧钢丝生产弹簧的设备和方法，以及弹簧钢丝。

背景技术

目前弹簧钢丝通过生产设备以连续工艺生产。在这个工艺过程中，可能会在弹簧钢丝内部或表面产生经常不能被充分识别或辨认的缺陷或瑕疵。

对于这样的弹簧钢丝的进一步的用来形成弹簧的工艺过程中，生产过程会经常不得不由于这样的丝缺陷而中止，且缺陷区域必须被分离，造成时间和人力的高度浪费。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种更有效率的方法和设备以实现更高的弹簧生产能力和允许缺陷弹簧钢丝区域被可靠的排除的工艺。

这个目的通过独立权利要求的主题实现。有利的进一步发展通过从属权利要求表明。

生产弹簧钢丝的具有独创性的设备包括以下特征：弹簧钢丝生产装置，其被设计为弹簧钢丝可由原料生产，特别是通过拉伸；检测单元，其被设计为弹簧钢丝可被检测缺陷或瑕疵，特别是材料瑕疵和表面瑕疵；以及激光标记单元，其被设计为使得弹簧钢丝缺陷区域，特别是弹簧钢丝的材料和表面瑕疵的区域，可用激光标记被标记，即使得弹簧钢丝的部分表面被去除或弹簧钢丝的部分表面被回火通过这种方式使得这部分的弹簧钢丝表面的颜色被改变；弹簧钢丝生产设备被设计为弹簧钢丝可被导引通过检测单元和激光标记单元。

标记弹簧钢丝的具有独创性的设备包括以下特征：供给单元，特别是供给弹簧钢丝的供给辊；检测单元，其被设计为弹簧钢丝可被检测瑕疵，特别是材料和表面瑕疵；和激光标记单元，其被设计为弹簧钢丝的缺陷区域，特别是弹簧钢丝的材料和表面瑕疵的区域，可用激光标记被标记，即使得弹簧钢丝的部分表面被去除，或弹簧钢丝的部分表面被回火通过这种方式使得这部分的弹簧钢丝表面的颜色被改变；供给单元被设计为弹簧钢丝可被导引通过检测单元和激光标记单元。

根据本发明的基本思路，用于生产弹簧钢丝的具有独创性的设备和用于生产弹簧钢丝的具有独创性的方法能够通过激光标记自动标记弹簧钢丝的缺陷区域，在生产工艺的在线操作期间而无需中断。

这种弹簧钢丝生产是高效的和在成本上是有利的，因为缺陷区域的标记不需要生产工艺的中断。

根据本发明进一步的基本思路，标记弹簧钢丝的具有独创性的设备和标记弹簧钢丝的具有独创性的方法能够通过激光标记以连续工艺在已生产的弹簧钢丝上自动标记缺陷区域。

缺陷区域在后续处理步骤中被可靠的辨认，无需附加材料，其减少废料尤其是弹簧钢丝缺陷区域或用具有这样缺陷区域的弹簧钢丝生产的弹簧仅仅是再次熔化然后加工成新的弹簧钢丝。

然而利用生产弹簧钢丝的具有独创性的设备和生产弹簧钢丝的具有独创性的方法，弹簧钢丝被生产的同时缺陷区域被检测和标记，而标记弹簧钢丝的具有独创性的设备和方法的基本思路为弹簧钢丝已经被生产了且缺陷区域在单独的方法和单独的设备中通过激光标记被标记。

彼此的设备和方法基本一致，且彼此之间主要的不同在于：在生产弹簧钢丝的设备和方法的情况下，弹簧钢丝从丝生产装置被提供至检测单元和激光标记单元，而在标记弹簧钢丝的具有独创性的装置和具有独创性的方法的情况下，弹簧钢丝的提供是通过供给单元完成，特别是供给辊。

除非另有说明，在下面解释的所有优点和实施例涉及本发明的两个方面，即生产弹簧钢丝的具有独创性的设备和方法和标记已生产的弹簧钢丝的具有独创性的设备和方法。

根据本发明，关于用于辨认弹簧钢丝的缺陷区域的具有独创性的激光标记有两个变体。根据本发明的基本发现，传统弹簧钢材料的弹簧钢丝缺陷区域可通过材料去除即凹处辨认，其构成本发明的第一种变体；以及通过回火被标示或标记，即通过颜色被改变的表面区域来辨认，其构成了本发明的第二种变体。

激光标记不一定必须被准确安排在缺陷区域的位置，也可能被安排在这种位置之前或之后。必不可少的仅仅是缺陷区域和激光标记位置之间的空间关系是已知的。

当激光束射向弹簧钢丝表面时，在第一种变体时由于材料蒸发实现材料的去除。在第一种变体时，在弹簧钢丝表面激光标记的凹处通常的范围为1μm至1mm。

在第二种变体时，激光标记具有特别明显的不同于弹簧钢丝剩余表面颜色的颜色，使得激光标记可以简单方式被光学识别。

弹簧钢丝材料的局部被低于它熔点的温度加热。创建了结构的局部变化以及与之相关的回火颜色。回火颜色直到低于200℃的温度是稳定的，在较高温度的情况下结构的这些变化将被逆转，以及标记消失。

在第二种变体时，由于结构变化回火效应产生边缘层。第二种变体无需去除过程，其可能提供弹簧钢丝的激光标记和周围区域之间非常明显的对比。弹簧钢丝材料的局部仅被高达低于熔化温度和低于蒸发温度的温度而加热。至于颜色的变化，氧化层的形成产生这个效应。

紧接着弹簧钢丝生产或弹簧钢丝的供给之后，在弹簧钢丝被卷入卷取辊之前，弹簧钢丝顺序通过检测单元，之后的激光标记单元。这消除了需要额外时间和额外运输路线用于检测和标记弹簧钢丝的缺陷区域。

紧接着缺陷区域标记之后弹簧钢丝被卷起。干燥阶段，例如在使用清漆标记时所需要的，在此不是必须的。必须的检测单元和必须的激光标记单元额外所需的空间非常小。

根据本发明通过激光的缺陷区域的去除材料标记确保弹簧钢丝的厚度不超过相应的公差范围。相比可想象到的材料应用标记，这构成了巨大优势，特别是在之后的生产步骤中丝引导装置和丝进给装置中经常完全匹配弹簧钢丝的几何形状。

生产弹簧钢丝的具有独创性的设备和方法也可被理解为标记弹簧钢丝的具有独创性的设备和方法的进一步的进展，其中第一设备特征-供给单元和第一方法特征-供给,分别用钢丝生产装置和弹簧钢丝生产步骤替换。生产弹簧钢丝的第一设备权利要求和生产弹簧钢丝的第一方法权利要求分别作为从属权利要求，其从属于标记弹簧钢丝的设备和方法权利要求，这里改写的权利明确保留。

根据第一实施例，其对本发明的所有变体是有效的，根据本发明的弹簧钢丝包括作为材料弹簧钢特别是硅铬(SiCr)合金弹簧钢，硅铬矾(SiCrV)合金弹簧钢或硅铬镍矾(SiCrNiV)合金弹簧钢。

作为这种弹簧钢丝的合金成分，元素Si,Cr,V和Ni被使用。合金制品SiCr,SiCrV,SiCrNiV以及FD,TD和VD品质分化的特点是合金油回火和不回火弹簧钢丝。

弹簧钢丝可以被提供为油回火的、不回火的、根据本专利拉伸的和不锈钢弹簧钢丝。

根据进一步的对本发明的所有变体都有效的实施例，根据本发明的弹簧钢丝具有在0.5和10mm之间的直径。

根据进一步的实施例，激光标记单元被设计为，为了去除在弹簧钢丝缺陷区域的弹簧钢丝的部分表面，温度高于弹簧钢丝的基础材料的蒸发温度的激光束被射向弹簧钢丝。

弹簧钢丝基础材料通常的蒸发温度范围为2000℃至4000℃。

为了能在弹簧钢丝上产生合适的材料去除激光标记，激光束需要用相应的能量冲击弹簧钢丝表面。激光束被发射然后冲击弹簧钢丝表面以产生预期的材料去除的能量依赖于激光的光斑大小，激光的波长，丝被引导通过激光标记单元的速度以及通过材料去除产生的凹处的预期深度。激光标记单元能量的合适范围从10至100W。当然可替换的方案也是可能的且也包括在内。

因此弹簧钢丝的缺陷区域被可靠的标记且在之后的工艺步骤中可安全地被检测。

根据可选择的实施例，激光标记单元被设计为：为了对弹簧钢丝在弹簧钢丝缺陷区域上的部分表面回火，使得在这部分的弹簧钢丝表面颜色改变，它将温度大约200℃至660℃的激光束射向弹簧钢丝。

为了用这种弹簧钢丝表面颜色的改变生产激光标记，激光束必须用相应的能量冲击弹簧钢丝的表面。

激光束被发射然后冲击到弹簧钢丝表面产生预期的颜色变化的能量依据于激光束的光斑大小，激光波长，丝被引导通过激光标记单元的速度和颜色变化的预期颜色。激光标记单元能量的合适范围从10至100W。当然可替换的方案也是可能的且也包括在内。

大约200℃的回火温度产生纯黄色的回火颜色，大约220℃为淡黄色的回火颜色，大约230℃为金黄色的回火颜色，大约240℃为黄褐色的回火颜色，大约250℃为棕红色的回火颜色，大约260℃为红色的回火颜色，大约270℃为紫色的回火颜色，大约280℃为紫罗兰色的回火颜色，大约290℃为深蓝色的回火颜色，大约300℃为矢菊花蓝的回火颜色，大约320℃为浅蓝色的回火颜色，大约340℃为蓝灰色的回火颜色，大约660℃为灰色的回火颜色。这些温度可以理解为具有相应的+/-5至10℃的公差范围。

这种激光标记特别好的对比和相应的特别好的光学识别可用淡黄色，金黄色，黄褐色，红蓝色，红色，紫色，紫罗兰色，深蓝色，矢菊花蓝，浅蓝色的回火颜色且银灰色的基底材料来实现。

根据进一步的实施例，设备进一步包括控制单元其被连接至检测单元和激光标记单元，且其被设计为在设备操作期间，它从检测单元接收弹簧钢丝缺陷区域的信号且控制激光标记单元使得激光标记单元在这些弹簧钢丝缺陷区域引入至少一个激光标记。这种控制单元允许缺陷区域的检测和标记之间精确的同步，无论丝的进给速度。

根据进一步的实施例，设备包括激光标记单元，所述激光标记单元具有放射源和/或扫描光学系统或投影掩模和/或聚焦装置，其被设计为它们指向移动的弹簧钢丝。

包括放射源，扫描光学系统和聚焦装置的激光标记单元也可被称为扫描系统。

借助包括放射源，投影掩模和聚焦装置的激光标记单元，激光标记通过掩模投影方法被应用。在所述方法中，聚焦之前激光束通过投影掩模被发射，所述投影掩模确定被应用的激光标记的形状和特别的代表被应用的激光标记的负片。可以说激光标记以快射被应用。掩模投影方法允许复杂结构以高处理速度被应用。

这种激光标记单元被设计使得激光标记可沿着整个缺陷区域被引入。当弹簧钢丝的圆周上广泛区域和特别是沿着弹簧钢丝的整个圆周延伸的区域将被标记，有必要提供一个或多个的激光标记单元，其具有可以以相应广泛的方式被投影的激光束。

本发明的进一步实施例包括：激光标记单元被设计为弹簧钢丝的缺陷区域被标记使得激光标记形成机器可读的代码，特别是线路代码，条形码或二维码或机器可读文本，和/或激光标记单元被设计为每个缺陷区域分别具有同样的激光标记，或每个缺陷区域分别具有明确区分的激光标记，和/或激光标记包含关于分别标记的缺陷区域的附加信息。

机器可读的标记允许这种缺陷区域在随后的生产步骤中可靠的机器识别，使得检测人员的使用也可以减少至最小程度。

本发明的进一步实施例包括：标记单元被安排在或设计为激光标记被应用于弹簧钢丝的缺陷区域使得它至少沿着弹簧钢丝的大部分圆周延伸，特别是沿着弹簧钢丝的整个圆周延伸，或激光标记被应用于弹簧钢丝的缺陷区域使得它仅沿着弹簧钢丝圆周的部分区域延伸。

通过在弹簧钢丝上可靠的应用激光标记，以不同方式标记各种缺陷或瑕疵是可能的。沿着弹簧钢丝的大部分圆周延伸的激光标记可以特别可靠的方式在之后的生产步骤中被识别。

本发明的进一步实施例包括：用于检测弹簧钢丝的瑕疵的检测单元被设计为光学检测单元，涡流检测单元或磁漏识别单元。这三个选项允许可靠的和非接触式的并因此非损坏性的和材料不疲劳的检测。

本发明进一步的实施例包括：检测单元和激光识别单元被安排在彼此的旁边，特别是从弹簧钢丝的移动方向观察，检测单元被安排在激光检测单元之前或之后。这个设计允许在持续的过程中可靠的检测和识别弹簧钢丝，不需要生产过程被减速、中止或退后。当检测单元在弹簧钢丝移动方向上被安排在激光标记单元之前或上游，激光标记可被应用在弹簧钢丝缺陷被检测的位置，或这种位置之前或之后。当检测单元在弹簧钢丝移动方向上被安排在激光标记单元之后或下游，激光标记可被应用在弹簧钢丝缺陷被检测的位置的下游。至关重要的仅仅是：缺陷和激光标记之间的空间关系是已知的，为了允许在弹簧钢丝进一步的加工中缺陷区域可靠的识别以及为了排除并非本意的将弹簧钢丝缺陷区域进一步加工成弹簧。

当在弹簧钢丝进一步加工成弹簧过程中弹簧钢丝的进给方向是相反方向时，激光标记应用在缺陷被检测的弹簧钢丝位置的下游是特别有利的，使得激光标记被首先识别且缺陷位置本身紧随其后。

本发明进一步的实施例包括：该设备进一步包括卷取单元，特别是辊，包括缺陷区域上具有一个或多个激光标记单元的的弹簧钢丝可被卷入所述卷取单元。

这确保生产的和标记的弹簧钢丝分别可被卷入传输辊然后被传输至机器以进一步加工。这构成弹簧钢丝简单、方便的储存和运输的可能性。

本发明进一步实施例包括：该设备包括至少一个丝导引，特别是安排在检测单元和激光标记单元上游的第一丝导引，以及安排在检测单元和激光标记单元下游和卷取辊上游的第二丝导引。

通过安排在检测单元和激光标记单元上游的第一丝导引，弹簧钢丝被可靠的导引通过检测单元和激光标记单元且时刻在正确位置。

通过安排在检测单元和激光标记单元下游和卷取辊上游的第二丝导引，缺陷区域具有激光标记的弹簧钢丝可可靠地被卷入卷取辊。通过移动这个丝导引，可能获得预期的缠绕线型。

本发明也涉及生产弹簧钢丝的方法，包括以下步骤：用原料生产弹簧钢丝，特别是拉伸弹簧钢丝；检测弹簧钢丝的缺陷或瑕疵，特别是材料和表面瑕疵；以及借助激光标记单元标记弹簧钢丝的缺陷区域，激光标记单元去除弹簧钢丝的部分表面或激光标记单元回火弹簧钢丝的部分表面使得所述部分的颜色改变。

本发明也涉及标记弹簧钢丝的方法，包括以下步骤：借助供给单元特别是供给辊供给弹簧钢丝；检测弹簧钢丝缺陷或瑕疵特别是材料和表面瑕疵；和借助激光标记单元标记弹簧钢丝的缺陷区域，激光标记单元去除弹簧钢丝的部分表面或激光标记单元回火弹簧钢丝的部分表面使得所述部分的颜色改变。

以上说明的生产弹簧钢丝的设备以及标记弹簧钢丝的设备的优点和实施例分别同样适用于生产弹簧钢丝的具有独创性的方法以及标记弹簧钢丝的具有独创性的方法。为了避免重复，这里将不再说明。

根据方法实施例，为了去除弹簧钢丝在弹簧钢丝的缺陷区域上的部分表面，激光标记单元将温度高于弹簧钢丝基底材料的蒸发温度的激光束射向弹簧钢丝。

根据方法的另一实施例，为了回火在弹簧钢丝的缺陷区域上的弹簧钢丝的部分表面，使得在这部分的弹簧钢丝的表面颜色改变，激光标记单元将温度大约为200℃至660℃的激光束射向弹簧钢丝。

根据方法实施例，弹簧钢丝缺陷区域借助激光标记单元被标记，使得激光标记形成机器可读的代码，特别是线路代码，条形码或二维码或机器可读文本。

借助机器可读标记，在之后的生产步骤中可靠的机器识别这种缺陷区域成为可能，使得检测人员的使用也可以减少至最小程度。

根据方法实施例，借助激光标记单元，弹簧钢丝的缺陷区域被标记，使得每个缺陷区域分别具有同样的激光标记。根据本发明这构成了最简单的标记变体。激光标记可靠的识别任何缺陷区域。

根据方法实施例，借助激光标记单元，弹簧钢丝的缺陷区域被标记，使得每个缺陷区域分别具有明确区分的激光标记。因此每个激光标记明确的与一个缺陷区域相关。

根据方法实施例，激光标记包含各自标记的缺陷区域的附加信息。通过这种附加信息，不仅是弹簧钢丝的各自区域是缺陷的信息可能被引入弹簧钢丝，许多关于瑕疵类型的其它项目信息可能被引入弹簧钢丝使得用于之后的弹簧制造机，例如举例说弹簧钢丝上目前的瑕疵数量信息，瑕疵种类信息例如材料或表面瑕疵，材料或表面瑕疵种类或在缺陷区域的弹簧钢丝尺寸的附加信息。

本发明的进一步实施例中，激光标记被应用于弹簧钢丝的缺陷区域使得它至少沿着弹簧钢丝大部分圆周延伸，特别是沿着弹簧钢丝的整个圆周。这种激光标记在之后的方法步骤中特别的能够以可靠的方式被检测。为了引入这种激光标记，必须提供一个或多个具有激光束的激光标记单元，所述激光束能够以相应广泛的方式被投射。

在本发明的进一步实施例中，激光标记被应用于弹簧钢丝的缺陷区域，使得它仅沿着弹簧钢丝的部分圆周延伸。这种激光标记可特别的以简单和低廉的方式产生，因为仅提供一个具有激光束的标记单元是可以的，所述激光束能够以相应广泛的方式被投射。

根据本方法的进一步实施例，检测弹簧钢丝的瑕疵或缺陷的方法步骤和标记弹簧钢丝的缺陷区域的方法步骤在拉丝的连续运动期间进行。

这个实施例分别允许弹簧钢丝生产和弹簧钢丝标记的生产率的提高。宕机减少或完全避免。

根据方法的进一步实施例，当激光标记以凹处被引入弹簧钢丝时，通过改变激光源的能量以调整去除的激光标记的厚度是可能的。

根据方法的进一步实施例，当激光标记以变化的颜色被引入弹簧钢丝时，通过改变激光源的能量以调整激光标记的回火颜色是可能的。

这确保本方法也可以使用很细的弹簧钢丝。

在本发明的进一步实施例中，激光标记单元包括放射源和/或扫描光学系统或投影掩模和/或聚焦装置，其被设计为它们可指向正在移动的弹簧钢丝。这种激光标记单元被设计是为了沿着整个缺陷区域引入激光标记。当圆周上广泛区域和特别是弹簧钢丝沿弹簧钢丝的整个圆周延伸的区域将被标记时，需要提供一个或多个具有激光束的激光标记单元，所述激光束以相应广泛的方式被投射。

方法的进一步实施例包括：借助光学检测方法，借助涡流检测方法或借助磁漏检测方法，弹簧钢丝瑕疵的检测被实现。这三个选项允许可靠的和非接触式的并因此非损坏性的和材料不疲劳的检测。

本发明也涉及用弹簧钢丝生产弹簧的设备，包括：供给单元特别是供给辊，用于供给弹簧钢丝，其中缺陷区域特别是具有材料和表面瑕疵的区域用激光标记被标记；识别单元，其被设计为它识别弹簧钢丝上的激光标记；弹簧生产单元，特别是卷簧机，其被设计为弹簧用弹簧钢丝连续的生产且无需中止，以及特别是可以盘绕且切割成一定长度；以及卸载单元，特别是具有开关的卸料管，其被设计为用弹簧钢丝生产的没有激光标记的弹簧被卸载至第一区域，特别是非缺陷弹簧容器，以及弹簧钢丝生产的具有激光标记的弹簧被卸载至第二区域，特别是缺陷弹簧容器。

根据本发明的基本思想，用弹簧钢丝生产弹簧的具有独创性的设备和用弹簧钢丝生产弹簧的具有独创性的方法能够以连续和不间断的方式用弹簧钢丝生产弹簧，因此具有低宕机率，高效率以及生产成本低。弹簧生产的中止通过弹簧钢丝的缺陷区域同样被加工形成弹簧来避免，然而其自动被送到不同的卸载容器因此被挑拣出来且可以重新利用。

弹簧钢丝的缺陷区域被自动识别，使得由于未识别缺陷弹簧的质量问题被避免。

借助弹簧钢丝供给单元，在其中缺陷区域用激光标记被标记，弹簧钢丝辊可以被使用且提供生产所需的弹簧钢丝。

识别单元使得激光标记用机器可读。通过这种识别单元缺陷区域可能以更快和安全的方式被技术工人识别。

借助弹簧生产单元，设备能够自动加工弹簧钢丝成为弹簧。这种弹簧生产单元也可以被称为卷簧机，且这里不需要更详细的解释，因为普通技术人员是熟知的。

借助卸载单元，生产的弹簧自动被挑选出非缺陷弹簧钢丝的弹簧和缺陷弹簧钢丝的弹簧。这种分类发生在弹簧生产单元之后的在线生产过程，使得生产在任何时候不需要被中止。这提高了生产率和节省了成本。

卸载单元下面的容器一旦装满了在很短时间内被替换。当空的容器推动装满的容器出设备时，容器的替换可以在持续的过程中被实现。这确保生产过程在时间上更有效。

设备的进一步实施例包括：容器具有传感器，其被设计用于检测位于容器内的弹簧数量。

在设备的进一步实施例中，开关位置在两个位置之间可变动，即第一位置和第二位置，在所述第一位置，用没有激光标记的弹簧钢丝生产的弹簧被进给到非缺陷弹簧容器，在所述第二位置，用具有激光标记的弹簧钢丝生产的弹簧被进给到缺陷弹簧容器。

用弹簧钢丝生产弹簧的具有独创性的设备和方法适于生产各种弹簧类型的多种弹簧，特别是压缩弹簧，拉力弹簧，扭杆弹簧，扭力弹簧或螺旋弹簧。

根据设备的进一步实施例，设备进一步包括控制单元，其连接于识别单元和卸载单元且被设计为在设备操作期间，它从识别单元接收弹簧钢丝的缺陷区域信号且控制卸载单元使得用弹簧钢丝的缺陷区域生产的弹簧被进给到第二区域，特别是缺陷弹簧容器。

控制单元确保缺陷弹簧被自动进给到缺陷弹簧容器。

在设备的进一步实施例中，识别单元被设计为光学识别单元，涡流识别单元或磁漏识别单元。当激光标记形成为在弹簧钢丝表面的凹处时，这三个形式允许可靠和非接触式的识别具有激光标记的缺陷弹簧钢丝区域。当激光标记以弹簧钢丝表面颜色改变的区域的形式呈现时，仅被设计为光学识别单元的识别单元能够可靠的检测具有激光标记的缺陷弹簧钢丝区域。

根据设备的进一步实施例，弹簧生产单元包括安排在识别单元下游的进给单元。

本发明也涉及用弹簧钢丝生产弹簧的方法，包括以下步骤：借助弹簧钢丝供给单元供给弹簧钢丝，其中缺陷区域特别是具有材料和表面瑕疵的区域用激光标记标记；借助识别单元识别弹簧钢丝上的激光标记；借助弹簧生产单元连续且不中断的生产，特别是将用弹簧钢丝生产的弹簧盘绕和切割成一定长度；借助卸载单元，特别是具有开关的卸料管，将用没有激光标记的弹簧钢丝生产的这些弹簧卸载至第一区域，特别是非缺陷弹簧容器，以及将用具有激光标记的弹簧钢丝生产的弹簧卸载至第二区域，特别是缺陷弹簧容器。

以上说明的用弹簧钢丝生产弹簧的设备的优点和实施例同样适用于用弹簧钢丝生产弹簧的具有独创性的方法。为了避免重复，这里将不再说明。

本发明也涉及弹簧钢丝其包括以下特征：原料，特别是弹簧钢，具有基本恒定的细长的外形，其中弹簧钢丝的缺陷区域特别是弹簧钢丝具有材料和表面瑕疵的区域用激光标记被标记，其中弹簧钢丝的表面相对于邻近区域的表面和相对于纵向中轴下凹，或弹簧钢丝的表面颜色相对于邻近区域的表面改变。

直接在用这种丝生产弹簧期间，用这种弹簧钢丝，缺陷区域被自动和可靠的识别。相应的设置用弹簧钢丝生产弹簧的设备，缺陷弹簧钢丝区域可能同样加工成弹簧，然而，其被自动通过不同的卸载容器因此被挑选出来且重新利用。

在弹簧钢丝的第一实施例且在激光标记以弹簧钢丝下凹的表面区域的形式被提供的情况下，从不下凹表面向纵向中轴测量，凹处具有10μm至1mm的深度。

在弹簧钢丝的另一实施例且激光标记以弹簧钢丝颜色改变的表面区域的形式被提供的情况下，相对于弹簧钢丝剩余表面区域的颜色其颜色为银灰色未改变，弹簧钢丝表面区域的颜色被改变成包括颜色：纯黄色，淡黄色，金黄色，黄褐色，棕红色，红色，紫色，紫罗兰色，深蓝色，矢菊花蓝，浅蓝色蓝灰色或灰色。

在弹簧钢丝的进一步实施例中，激光标记形成机器可读代码，特别是线路代码，条形码或二维码，或机器可读文本，和/或每个缺陷区域分别具有同样的激光标记，或每个缺陷区域分别具有明确区分的激光标记，和/或激光标记包含关于分别标记的缺陷区域的附加信息。

在弹簧钢丝的进一步实施例中，激光标记至少沿弹簧钢丝的大部分圆周延伸，特别是沿整个圆周，或其中激光标记仅沿着弹簧钢丝圆周的部分区域延伸。

这些实施例的优点，为了避免重复，参考上文说明的关于生产弹簧钢丝的设备和方法的优点。

附图说明

本发明将参考所附附图根据实施例被更详细的解释如下：

图1示出根据本发明的第一实施例的弹簧钢丝生产设备示意图；

图2示出根据本发明的第二实施例的弹簧钢丝标记设备示意图；

图3示出图1的弹簧钢丝生产设备或图2的弹簧钢丝标记设备的激光标记单元和被导引通过激光标记单元的弹簧钢丝，缺陷区域通过激光标记单元被标记；

图4在它的四部分图4(a),4(b),4(c)和4(d)中示出弹簧钢丝典型区域的纵向和横向截面图；

图5通过它的两部分图5(a)和5(b)分别示出弹簧钢丝示意图，其中沿弹簧钢丝纵向延伸的四个缺陷区域具有激光标记；

图6通过它的部分图6(a),6(b)和6(c)示出具有不同激光标记的缺陷弹簧钢丝区域的插图；以及

图7示出根据本发明进一步实施例的用弹簧钢丝生产弹簧的设备的示意图。

具体实施方式

图1示出了弹簧钢丝生产设备2的示意图。

弹簧钢丝生产设备2包括丝生产装置8，第一丝导引12，检测单元14，激光标记单元18，控制单元16，附加丝导引12和卷取辊20。

丝生产装置8被设计为弹簧钢丝10可由原料生产，特别是通过拉伸。这对于本领域技术人员是熟知的且这里无需更详细的解释。

弹簧钢丝10通过丝生产装置8被连续生产且朝图1的右侧离开丝生产装置8且依次通过第一丝导引12，检测单元14，激光标记单元18，和附加丝导引12，和最后卷入卷取辊20。弹簧钢丝10的移动方向，其为在图1中从左到右，通过标记为4的箭头表示。

通过安排在检测单元14上游的丝导引12以及安排在激光标记单元18下游的丝导引12，弹簧钢丝10被精确地导引，使得检测单元14，特别的其以固定方式被安排，能够准确检测弹簧钢丝10，以及激光标记单元18，特别的其以固定方式被安排，能够准确标记弹簧钢丝10的缺陷区域。

因此丝导引12可以特别是被形成为反方向旋转的一对导辊且弹簧钢丝10在一对导辊之间延伸。

检测单元14被设计为它检测弹簧钢丝10的瑕疵，特别是材料和表面瑕疵。检测单元14可以是光学检测单元或涡流检测单元的形式。

在弹簧钢丝生产设备2操作期间，弹簧钢丝10连续移动通过检测单元14和激光标记单元18，其在弹簧钢丝移动期间检测弹簧钢丝的材料和表面瑕疵，以及在这种瑕疵被检测到的情况下将激光标记18提供给弹簧钢丝10的相应区域。

当检测单元14识别出弹簧钢丝10的材料或表面瑕疵时，它发出相应信号至控制单元16，然后控制激光标记单元18，激光标记单元被安排在弹簧钢丝10移动方向上的检测单元14之后，以在弹簧钢丝10的这些缺陷区域应用适合的激光标记。示例的激光标记在下面的图4至图6中被举例说明和描述。

激光标记单元18被设计为弹簧钢丝10的缺陷区域通过激光标记被辨认，所述激光标记为弹簧钢丝10的部分表面被去除，使得弹簧钢丝10在已确定的缺陷区域的表面具有一个或多个凹处。

为此激光标记单元18发射激光束至弹簧钢丝10待标记的表面区域，所述激光束温度高于弹簧钢丝10的基底材料的蒸发温度，使得弹簧钢丝的部分材料蒸发且相应定义的凹处在弹簧钢丝10上创建。

或者，激光标记单元18被设计为弹簧钢丝10的缺陷区域用激光标记来标记，所述激光标记为弹簧钢丝10的部分表面相对于弹簧钢丝10的邻近区域颜色被改变。为此，激光标记单元18发射激光束至弹簧钢丝10表面的相应区域，在弹簧钢丝10表面产生200至660℃的回火温度，使得了氧化层被创建其颜色取决于各自的回火温度，如将在本专利申请的不同位置描述的。

为此激光标记单元18指向移动的弹簧钢丝10且，当被控制单元16相应驱动时，通过射向弹簧钢丝10的激光束，分别去除弹簧钢丝10的部分表面，或改变弹簧钢丝10的所述部分表面的颜色。

为此激光标记单元18包括放射源且此外也包括扫描光学系统或投影掩模和聚焦装置，其在下面参照图3以举例方式被举例说明。

当检测单元14检测弹簧钢丝10没有材料或表面瑕疵时，激光标记单元18被控制单元16控制不在弹簧钢丝10上应用激光标记。

最后，完成的弹簧钢丝10，其缺陷区域已经具有激光标记，被卷入卷取辊20。

在生产过程的最后，丝生产装置8也不需要进一步补充原料，使得生产过程自动结束。或者，弹簧钢丝10，可能在生产过程停止之后，也被切断或切至一定长度。弹簧钢丝10卷入的卷取辊20也被完全去除且被转移到弹簧生产装置。此后，新空卷取辊代替去除的卷取辊被用于下一个生产过程。

此处再一次强调：通过检测单元14和激光标记单元18弹簧钢丝10的检测和弹簧钢丝10缺陷区域的标记是在线进行的，即在生产加工期间，而不需要减速甚至中止。这就形成了生产弹簧钢丝10的一种特别高效、快速和廉价的方式，同时缺陷区域在之后的弹簧生产过程可容易和直接的被识别。

要理解这一点：控制单元16可另外连接到丝生产装置8或供给辊22以及卷取辊20，或可连接到丝生产装置8的控制单元，供给辊22和卷取辊20，或以集成的方式形成，使得丝生产本身，弹簧钢丝10的供给速度和弹簧钢丝10卷入至卷取辊20可被控制。

图2示出弹簧钢丝标记装置21的示意图。

这个弹簧钢丝标记设备21实质上对应弹簧钢丝生产设备2，其中供给辊22被提供代替丝生产装置8。

同样的元件以相同标记被提供。为了避免重复，这些相同的元件以及操作方式将不再次解释。

供给辊22供给在之前的生产步骤中生产的且特别是用原料拉伸的弹簧钢丝，通过丝导引12至检测单元14和激光标记单元18，在弹簧钢丝10通过第二丝导引12至卷取辊20且被卷入卷取辊之前，弹簧钢丝10被检测且弹簧钢丝的缺陷区域被标记。

图1的弹簧钢丝生产设备2和图2的弹簧钢丝标记设备21的主要区别在于：在弹簧钢丝生产设备2中，丝生产装置8构成第一部分使得弹簧钢丝10被生产且弹簧钢丝的缺陷区域在同一设备中被检测和标记。相反，在弹簧钢丝标记设备21的情况下，已经生产的弹簧钢丝10被提供，通常是卷入到辊22，且这个弹簧钢丝10通过丝导引12被供给至检测单元14和激光标记单元18。因此在弹簧钢丝标记设备21的情况下，弹簧钢丝的生产以及缺陷区域的检测在两个不同位置实现。

图3示出激光标记单元18和通过激光标记单元的弹簧钢丝10的示意图，弹簧钢丝10的缺陷区域通过激光标记单元18被标记。

激光标记单元18包括放射源38用于产生激光束，扫描光学系统40或投影掩模，以及聚焦装置42。激光标记单元18被安排使得它指向正在移动的弹簧钢丝10，且被设计为当指向移动的弹簧钢丝10时激光束能够去除弹簧钢丝的表面区域，以便在弹簧钢丝10的表面应用激光标记形成凹处；或被设计为当指向移动的弹簧钢丝时激光束通过在边缘层产生的结构改变的回火效应可改变表面区域颜色，从而在弹簧钢丝10上应用激光标记。放射源38，扫描光学系统40或投影掩模和聚焦装置42需要被详细设计以产生这个效应的方式对于本领域普通技术人员是熟知的且这里无需更详细的说明。

图4，通过它的四部分图4(a),4(b),4(c)和4(d)举例说明弹簧钢丝10的举例部分的各自的纵和横截面图。

在图4(a),4(b),4(c)和4(d)部分，各自的纵截面图举例说明了剖面线A-A，和沿这个剖面线A-A剖视的横截面图。

根据图4(a)部分，弹簧钢丝10的举例说明部分具有恒定细长的外形且没有材料或表面瑕疵，使得弹簧钢丝10的这部分没有激光标记。

根据图4(b),4(c)和4(d)，弹簧钢丝10的举例说明部分具有(这里未示出的)材料或表面缺陷且因此每个都通过激光标记单元18具有了激光标记44。

在图4(b)的纵截面图中可以看出：激光标记4具有相互间隔的凹处，每个都仅仅在弹簧钢丝10的上部区域被引入。引入多个凹处的这种激光标记可以是引入的机器可读代码，如将参照附图6在下面详细描述的。

根据图4(c)，应用的激光标记44是在弹簧钢丝10上部区域的顶侧引入的连续细长的凹处。这个是在弹簧钢丝10的顶侧的细长标记，其通过光学识别单元或查看器来识别为细长线或细长条。

根据图4(d)，应用的激光标记45是通过借助激光束回火颜色已经被改变且已经在弹簧钢丝10上部区域的顶侧被引入的表面区域。

如在图4(c)部分中的情况，这是在弹簧钢丝10顶侧的伸长标记，其通过光学识别单元或通过查看器被感知为细长线或细长条。

例如，弹簧钢丝10的表面可能是光滑的和可能具有银灰色的颜色，而激光标记45具有棕红色的颜色，其已经通过大约250℃回火温度的激光束被引入到弹簧钢丝10的表面。这产生了光学上很好感知/检测的对比。当然弹簧钢丝10表面的基底颜色具有不同于银灰色的颜色也可能的，当然激光标记45的颜色也可能不同，例如纯黄色，淡黄色，金黄色，黄褐色，红色，紫色，紫罗兰色，深蓝色，矢菊花蓝，浅蓝色或蓝灰色。为此需要的回火温度在本专利申请的另一处说明。

再一次强调：引入的激光标记本身的目的不是为了辨认弹簧钢丝10，而是为了仅仅标记缺陷区域，所述缺陷区域在之后的弹簧生产工艺中将被自动的识别，使得用这种区域生产的弹簧可自动被挑出。

通过它的两部分图5(a)和5(b)，图5举例说明了弹簧钢丝10的示意图，其中沿着弹簧钢丝10的纵向延伸的四个缺陷区域分别具有激光标记46,48,50和52以及47,49,51和53。

在图5(a)部分，激光标记46,48,50和52以凹处的形式在弹簧钢丝10表面被提供，其通过例如温度高于弹簧钢丝10的基底材料的蒸发温度的激光束而创建。

在图5(b)部分，激光标记47,49,51和53以颜色改变的无切除的表面区域的形式被提供，所述颜色例如是已经借助设定温度的激光束被引入到弹簧钢丝10的表面。通过不同回火温度而产生的表面区域颜色在本专利申请的其它位置解释。在实际应用中重要的是：弹簧钢丝10在激光标记47,49,51和53的表面与弹簧钢丝10表面相邻区域之间产生的光学容易感知/检测的颜色对比。

分别在最前面位置即图5(a)和图5(b)的最右边示出的激光标记46和47，每个包括在弹簧钢丝10顶侧横向延伸的激光标记，其通过识别装置或查看器被感知为横线。

分别从前面起的第二激光标记48和49，每个包括在弹簧钢丝10顶侧横向间隔延伸的两个激光标记，其通过识别装置或查看器被感知为两条平行横线。

分别从前面起的第三激光标记50和51，每个包括在弹簧钢丝10顶侧横向间隔延伸的三个激光标记，其通过识别装置或查看器被感知为三条平行横线。

最后的激光标记52和53每个包括在弹簧钢丝顶侧的横向间隔延伸的四个激光标记，其通过识别装置或查看器被感知为四条平行横线。

相应地，弹簧钢丝10的每个缺陷区域具有明确区分的激光标记46–52，所述激光标记在本实施例中仅仅是举例性质。例如，分别将第一标记46和47与意思是“在整个弹簧钢丝上的第一缺陷区域”关联起来，和将第二激光标记48和49与意思是“在整个弹簧钢丝上的第二缺陷区域”关联起来，等等，是可能的。

通过它的部分图6(a),6(b)和6(c)，图6示出具有不同激光标记的缺陷弹簧钢丝区域的举例实例。

所有这些激光标记共同之处在于：引入的标记构成了在弹簧钢丝10表面的凹处或弹簧钢丝10颜色改变的表面区域。

激光标记54构成引入到弹簧钢丝10表面的图案，其通过识别装置或查看器被感知为"TEST,三条横线,TEST"，以及因此作为应用的第三个test激光标记辨认弹簧钢丝10的缺陷区域。

与以上所述的激光标记对比，激光标记56构成条形码其不仅在弹簧钢丝10的顶侧延伸，而且围绕弹簧钢丝10的整个圆周延伸。激光标记56构成圆周上凹处的图案或不同宽度的颜色改变的区域，而其间的各自弹簧钢丝区域分别具有初始的、不凹的圆周或不凹的高度，或者其间的各自弹簧钢丝区域颜色未改变。

以这种条形码形成的激光标记56可特别通过识别装置来识别。除了弹簧钢丝10的各自区域是缺陷的信息，例如条形码激光标记56能够将关于瑕疵种类的许多其它项目的附加信息引入到弹簧钢丝10上，且使得这些附加信息用于之后的弹簧制造机，例如在弹簧钢丝10上当前瑕疵数量的信息，关于瑕疵种类的信息，例如材料或表面瑕疵，关于在缺陷区域的材料或表面瑕疵种类或弹簧钢丝尺寸的附加信息。

激光标记58构成所谓的二维码，其仅在弹簧钢丝10的部分圆周上延伸且形成了已经被引入到弹簧钢丝10表面的下凹的图案或颜色改变的区域。

二维码这种形式的激光标记可特别通过识别装置被识别。与以条码形式被提供的激光标记56类似，这种激光标记58能够将缺陷区域的多种项目的信息引入弹簧钢丝10且使得所述信息可用于之后的弹簧制造机。

要理解这一点：激光标记单元18必须被设计为它能够引入激光标记到弹簧钢丝10的激光标记将被生产的圆周区域。

当圆周上的广泛区域且特别是在弹簧钢丝10的整个圆周上延伸的弹簧钢丝区域将被标记时，需要提供一个或多个激光标记单元18，其具有可以相应广泛的方式被发射的激光束。

在非常简单的实施例情况下，这里没有在单独的图中举例说明，激光标记18被设计为它提供给任何缺陷区域简单的，可识别的激光标记。

图7示出根据本发明另一个实施例的用弹簧钢丝生产弹簧的设备60的示意图。

弹簧生产设备60包括供给辊22，识别单元24，弹簧钢丝供给单元28，弹簧生产单元30，卸载单元，所述卸载单元包括用于缺陷的容器弹簧42和用于完整的或非缺陷弹簧的容器36，以及控制单元26。

供给辊22可以是卷取辊20，生产的弹簧钢丝10已被卷入到所述卷取辊20且弹簧钢丝的缺陷区域已具有相应的激光标记。

这个弹簧钢丝10通过识别单元24和借助弹簧钢丝供给单元28送至弹簧生产单元30本身，在那弹簧钢丝被重塑，特别是冷却和切割成一定长度单独的弹簧，然后弹簧借助(这里未示出的)卸料管被传递至卸载单元32。

识别单元24被设计为它识别弹簧钢丝10上的激光标记，而在弹簧钢丝10上的激光标记被连续导引通过所述识别单元。识别单元可以是光学识别单元、涡流识别单元或磁漏识别单元的形式。在激光标记形成为在弹簧钢丝表面的凹处的情况下，如在图4(b),4(c)和5(a)中举例说明的，这三个选项允许可靠和非接触式的识别具有激光标记的缺陷弹簧钢丝区域。在激光标记形成为弹簧钢丝颜色改变的表面区域的情况下，如在图4(d)和5(b)中举例说的，仅光学识别单元形式的识别单元能够可靠检测具有激光标记的缺陷弹簧钢丝区域。

卸载单元32包括在图7中示意说明的开关，其被移动使得弹簧特别是受重力移动通过卸料管选择性地到达缺陷弹簧容器34或完整的弹簧容器36。

当识别单元24识别出在弹簧钢丝10上的激光标记时，它发出相应信号至控制单元26，接着控制单元设置卸载单元32的开关使得用具有激光标记的弹簧钢丝10生产的弹簧进入缺陷弹簧容器34。当识别单元24识别弹簧钢丝10上没有激光标记时，卸载单元32的开关保持在生产的弹簧自动到达完整的弹簧容器36的位置，或若之前识别单元24曾识别过激光标记的情况下被移动到这个位置。

根据本发明的弹簧生产设备60允许连续和不间断的用弹簧钢丝10生产弹簧。弹簧钢丝的缺陷区域被自动识别，而弹簧生产设备60不需要被中止，设备的中止将导致宕机，降低效率以及更高的成本。而由弹簧钢丝10的这种缺陷区域的生产的弹簧被自动进给到不同容器，即缺陷弹簧容器34。

标记列表

2 弹簧钢丝生产设备

4 丝移动方向

8 丝生产装置

10 弹簧钢丝

12 丝导引

14 检测单元

16 控制单元

18 激光标记单元

20 卷取辊

21 弹簧钢丝标记设备

22 供给辊

24 识别单元

26 卸载单元的控制单元

28 弹簧钢丝供给单元

30 弹簧生产单元

32 卸载单元

34 缺陷弹簧容器

36 完整的弹簧容器

38 放射源

40 扫描光学系统

42 聚焦装置

44-58 激光标记

60 弹簧生产设备